JP2003322085A

JP2003322085A - 小型ポンプ

Info

Publication number: JP2003322085A
Application number: JP2002127393A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Komatsu; 敦小松; Katsumi Imada; 勝巳今田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】大吐出流量と安定吐出流量特性を兼ね備えた
小型ポンプを提供する。【解決手段】流体が流入する吸入流路７０ａと、流体
が流出する吐出流路７０ｂと、これらの間に設けられ、
吐出流路７０ｂから吸入流路７０ａへの流体の流れを阻
害する逆止弁２０と、往復運動をすることにより吸入流
路７０ａの容積を変化させる吸入流路側可動部材４０
と、往復運動をすることにより吐出流路７０ｂの容積を
変化させる吐出流路側可動部材３０とを備える。この構
成により、安定で高性能なポンプが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却システムや、
その他の流体輸送用に好ましく使用される小型ポンプに
関する。特に、安定吐出特性の向上、吐出流量の増加、
および気液混相流の輸送能力の向上が実現されたダイア
フラム型小型ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイアフラム型の小型ポンプに
は、例えばＰＺＴのような圧電素子からなる振動板を適
用することで超小型化をはかったものが提案されてい
る。図１７に一例を示す。

【０００３】図中の３００は圧電基板３１０と振動板３
２０とにより構成された圧電振動板、３３０は流体の流
れを制御する吸排水弁、３４０は加圧室５００及び流路
を形成する筐体である。

【０００４】振動板３２０に圧電基板３１０を貼り合わ
せることにより、ダイアフラムとなる圧電振動板３００
を構成し、該圧電振動板３００の圧電基板３１０に対し
て交流電圧を印加することにより、圧電振動板３００を
凹または凸に変化させる。その時に生じる加圧室５００
の容積の変化及び弁３３０の動きによりポンプとしての
機能を発揮させる。

【０００５】次に図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）を用い
て吸排水時の弁の動き及び圧電振動板の動きについてよ
り詳細に説明する。図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）にお
いて矢印１０は流体の流動方向を示す。

【０００６】図１８（Ａ）は小型ポンプの吸水動作を示
す図であり、図１８（Ｂ）は排水動作を示す図である。
両図に示すように、交流電圧を印加して圧電振動板３０
０を加圧室５００の容積が大きくなる方向に変形させる
ことにより、搬送流体を給水弁３３０ａを通して加圧室
５００内に吸い込み（図１８（Ａ））、この加圧室５０
０内に吸い込んだ流体を、圧電振動板３００が加圧室５
００の容積が小さくなる方向に変形させることにより、
排水弁３３０ｂを通して吐出口から吐出する構成となっ
ている（図１８（Ｂ））。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のダイアフ
ラム型の小型ポンプは、モータの回転を運動変換機構を
用いて往復運動に変換してダイアフラムを駆動するもの
に比して、きわめて形状の小さいものとすることができ
る。

【０００８】しかしながら、ダイアフラムの面積を大き
くすることが困難であるために、ポンプ能力としては吐
出流量がかなり小さかった。例えば、直径２５ｍｍのユ
ニモルフ型圧電振動板を駆動源として用い、交流１００
Ｖｒｍｓで駆動した場合には、６０Ｈｚ駆動で３０×１
０^-6ｍ³／ｍｉｎ程度の流量しか得ることができなかっ
た。

【０００９】そこで、ダイアフラムの共振現象を利用し
て駆動を行うことにより、ダイアフラムのストロークを
拡大し、吐出流量を増大させる検討を行ってきた。

【００１０】ところが、ダイアフラムの共振現象を用い
ると、従来のモータを用いたダイアフラムポンプに比べ
て、周波数変動などの外乱により、特性が大きく変化し
てしまう。また、共振現象を用いて、吐出流量を増大さ
せても、従来のモータを用いたダイアフラムポンプに比
べ、依然として吐出流量が少ないという問題があった。

【００１１】そこで、２枚のダイアフラムを用いて加圧
室の容積の変化量を増大させ、流量を増加させる取り組
みも行ってきたが、１枚のダイアフラムの場合と比較し
て１．５倍程度の流量しか得ることができなかった。

【００１２】そこで、本発明は、更なる大吐出流量と、
安定した吐出流量特性と、複数相（例えば液体と気体と
の混相）の流体の搬出特性とを兼ね備えた小型ポンプを
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成とする。

【００１４】本発明の小型ポンプは、流体が流入する吸
入流路と、流体が流出する吐出流路と、前記吸入流路と
吐出流路との間に設けられ、前記吐出流路から前記吸入
流路への流体の流れを阻害する逆止弁と、往復運動をす
ることにより前記吸入流路の容積を変化させる吸入流路
側可動部材と、往復運動をすることにより前記吐出流路
の容積を変化させる吐出流路側可動部材とを有すること
を特徴とする。

【００１５】上記の小型ポンプによれば、吸入流路及び
吐出流路にそれぞれ可動部材が備えられているので、大
吐出流量特性を備えた小型ポンプを提供することができ
る。また、吐出流量の増加により、吸入流路および吐出
流路内での流体の流速が速くなり、気泡混入時の排出能
力が向上し、安定した吐出流量特性を得ることができ
る。更に、逆止弁の両側に可動部材を配置することによ
り、吸入流路および吐出流路内の圧力変化が小さくな
り、気泡混入時の気泡圧縮による液体への加減圧変化量
の減少に起因する流量低下現象が低減できる。したがっ
て、流体が、液相のみならず、気相や気液混相であって
も安定した吐出流量を発揮する小型ポンプを実現でき
る。

【００１６】上記の小型ポンプにおいて、前記吸入流路
側可動部材及び前記吐出流路側可動部材が、振動板を有
した圧電アクチュエータからなることが好ましい。これ
により外形サイズの小さな小型ポンプを簡単に構成でき
る。また、圧電アクチュエータを用いることにより、間
欠吐出などが可能な、高応答性を有した小型ポンプを提
供することができる。

【００１７】上記の小型ポンプにおいて、前記吸入流路
側可動部材及び前記吐出流路側可動部材の仕様が相互に
略同一であってもよい。この場合、個々の可動部材を単
独で駆動した時の流量特性が同一になるので、複数の可
動部材を同時に駆動した時の流量をより増加させること
ができる。

【００１８】あるいは、前記吸入流路側可動部材及び前
記吐出流路側可動部材の仕様が相互に異なっていてもよ
い。この場合、個々の可動部材を単独で駆動した時の流
量特性が相互に異なるので、複数の可動部材を同時に駆
動した時の流量特性のピーク周波数を変化させることが
できる。また、流量特性の流量ピークを平準化して、略
フラットな流量特性を得ることができる。

【００１９】また、上記の小型ポンプにおいて、前記吸
入流路側可動部材の変位量最大部分及び前記吐出流路側
可動部材の変位量最大部分に対向する位置に、前記逆止
弁が配置されていることが好ましい。これにより、流体
が可動部材から受ける作用が最大となる地点を流体が通
過することになるので、流量の増加と、気泡排出特性の
向上とが可能になる。

【００２０】また、上記の小型ポンプにおいて、前記吸
入流路側可動部材及び前記吐出流路側可動部材のうちの
少なくとも一方の一部が、流体の流量を検知するための
センサとして使用されてもよい。これにより、新たにセ
ンサを設けることなく、吐出流量をモニタリングするこ
とが可能になる。検知した流量に基づいて小型ポンプの
駆動を制御することにより、吐出流量特性が安定した小
型ポンプを実現できる。また、上記の小型ポンプにおい
ては液体搬送中に微量の気泡が混入すると、ある特定の
周波数で流量低下が発生する現象があるが、センサによ
りこの流量低下を検知することにより、流路内の気泡の
有無を判定することができる。

【００２１】この場合、前記センサとして使用される前
記可動部材が振動板を有した圧電アクチュエータからな
り、前記圧電アクチュエータの電極が複数に分割されて
おり、分割された複数の電極のうちの一部が前記センサ
のための電極として使用されることが好ましい。これに
より、センサ用電極以外の電極を駆動用電極として使用
して圧電アクチュエータを駆動することで、センサを備
えながら大吐出流量特性を維持できる。また、別にセン
サを設ける必要がないので、部品点数の減少、コストの
低下、装置の小型化が可能になる。

【００２２】また、上記の小型ポンプにおいて、更に、
前記吸入流路又は前記吐出流路に、流体の流量を検知す
るためのセンサを有することが好ましい。これにより、
吐出流量をモニタリングすることが可能になる。検知し
た流量に基づいて小型ポンプの駆動を制御することによ
り、吐出流量特性が安定した小型ポンプを実現できる。
また、上記の小型ポンプにおいては液体搬送中に微量の
気泡が混入すると、ある特定の周波数で流量低下が発生
する現象があるが、センサによりこの流量低下を検知す
ることにより、流路内の気泡の有無を判定することがで
きる。

【００２３】このとき、前記センサが振動板を有した圧
電アクチュエータであってもよい。これにより、小型の
センサを実現できる。

【００２４】また、上記の小型ポンプにおいて、前記セ
ンサからの出力信号を用いて、前記吸入流路及び／又は
吐出流路内に混入した異物の検出を行うことが好まし
い。異物が混入すると吐出流量が低下するから、前記セ
ンサより異物の混入をリアルタイムでモニタすることが
できる。異物の混入が検知されると、これをポンプ駆動
回路にフィードバックすることにより、異物をポンプ外
に排出してポンプ内の状態を初期値に戻すことが可能と
なる。したがって、外乱に強く、吐出流量特性の安定し
たポンプを提供することができる。

【００２５】また、上記の小型ポンプにおいて、前記セ
ンサからの出力信号に応じて、前記吸入流路側可動部材
及び前記吐出流路側可動部材の駆動周波数を変化させる
ことが好ましい。これにより、異物混入時の異物の排出
を迅速且つ容易に行うことが可能となる。

【００２６】また、上記の小型ポンプにおいて、前記吸
入流路及び／又は前記吐出流路が、対応する前記可動部
材の可動部の幅よりも小さい幅を有する溝により構成さ
れていることが好ましい。これにより、吸入流路及び／
又は吐出流路内での流体の流速が速くなり、気泡排出特
性を向上することができる。その結果、大吐出流量で、
流量特性の安定した小型ポンプを提供することができ
る。また、溝の圧力損失により、吐出特性が変化するた
め、吸入流路と吐出流路を構成する溝の幅を変化させる
ことにより吐出流量特性を所望する通りに変化させるこ
とができる。

【００２７】また、上記の小型ポンプにおいて、前記吸
入流路側可動部材と前記吐出流路側可動部材とを相互に
異なる位相で駆動することができる。これにより、吐出
流量を変化あるいは増加させることが可能となる。

【００２８】また、前記吸入流路側可動部材と前記吐出
流路側可動部材とを相互に逆位相で駆動することが好ま
しい。これにより吐出流量を大幅に向上させることがで
きる。

【００２９】また、前記吸入流路側可動部材及び前記吐
出流路側可動部材の駆動周波数を変化させてもよい。こ
れにより吐出流量を変化させることができる。

【００３０】また、前記吸入流路側可動部材及び前記吐
出流路側可動部材の駆動周波数を前記流体の種類および
状態に応じて変化させることが好ましい。これにより気
体を搬送する場合、液体を搬送する場合、気体と液体の
混相を搬送する場合の全てに対応することが可能とな
り、例えば液溜りからポンプ内への液体の自吸動作や、
ポンプ内の液体のポンプ外への自排動作が可能となる。
また、流体として液体を用いた場合に、ポンプ内に気泡
が混入したとき、駆動周波数を変化させることで気泡を
速やかに排出することができ、吐出流量特性が安定した
駆動が可能になる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて、本発
明をさらに具体的に説明する。

【００３２】（第１の実施の形態）以下、本発明の第１
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００３３】図１は本発明の第１の実施の形態に係る小
型ポンプ１００の一部切り欠き概略斜視図である。図２
は図１のII−II線での模式的な矢視断面図であり、図３
は図１のIII−III線での模式的な矢視断面図である。

【００３４】小型ポンプ１００は、基本的には、流体が
流入する吸入流路７０ａと、流体が流出する吐出流路７
０ｂと、吸入流路７０ａと吐出流路７０ｂとの間に設け
られた逆止弁２０と、往復運動を行うことにより吐出流
路７０ｂ及び吸入流路７０ａの容積をそれぞれ変化させ
て流体の流れを発生させる第１圧電振動板（吐出流路側
可動部材）３０および第２圧電振動板（吸入流路側可動
部材）４０とから構成されている。吸入流路７０ａと吐
出流路７０ｂとは通孔２１により連通している。逆止弁
２０は、流体が通孔２１を通って吸入流路７０ａから吐
出流路７０ｂへ流れるのを許容するが、この逆に吐出流
路７０ｂから吸入流路７０ａへ流れるのを防止する。こ
れらの部材は筐体６０により一体に構成されている。図
１から図３において矢印１０は流体の流動方向を示す。

【００３５】さらに詳しく説明すると、ダイアフラム
（可動部材）である第１圧電振動板３０は、第１圧電基
板３１であるセラミック基板と、その片面に貼り合わさ
れた第１振動板３２であるステンレス基板とで構成され
ている。また、第１圧電振動板３０と同様に、ダイアフ
ラム（可動部材）である第２圧電振動板４０は、第２圧
電基板４１であるセラミック基板と、その片面に貼り合
わされた第２振動板４２であるステンレス基板とで構成
されている。第１圧電振動板３０と第２圧電振動板４０
とは、サイズ、材質、特性などの仕様が実質的に同一で
ある。

【００３６】逆止弁２０は樹脂製のチェックバルブであ
る。さらに、吸入流路７０ａおよび吐出流路７０ｂは、
図３に示すように、それぞれ第２圧電振動板４０及び第
１圧電振動板３０の可動部と面して、これを大きく取り
囲む形状を有している。

【００３７】次に、この圧電振動板３０、４０の動作原
理を図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて説明する。

【００３８】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、圧電振動板
３０、４０の拡大図である。この圧電振動板３０、４０
を構成する圧電基板（圧電素子）３１、４１は、圧電基
板（圧電素子）３１、４１の表裏に形成した電極（図示
せず）を介して板厚方向にパルス電圧が印加されると、
基板の長手方向に伸縮するという特性を有する（図中の
矢印）。このため、振動板３２、４２と貼り合わせるこ
とで、図４（Ａ）又は図４（Ｂ）に示すよう屈曲変位を
得ることが可能となる。例えば、正のパルス電圧を印加
した場合に圧電基板３１、４１は伸び、負のパルス電圧
を印加した場合に圧電基板３１、４１は縮み、それぞれ
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように上下方向に屈曲変
位をする。この圧電振動板３０、４０の屈曲変位によ
り、吐出流路７０ｂ及び吸入流路７０ａの容積が変化
し、吐出流路７０ｂ及び吸入流路７０ａ内の流体に対し
て加圧及び減圧が行われる。この加圧減圧の動作と、逆
止弁２０の働きとにより、ポンプとして流体を輸送する
ことが可能となる。

【００３９】以下に、ポンプの動作を図５（Ａ）及び図
５（Ｂ）を用いて詳細に説明する。

【００４０】図５（Ａ）は小型ポンプの吐出流路７０ｂ
への吸入動作を示す断面図であり、図５（Ｂ）は吐出流
路７０ｂからの吐出動作を示す断面図である。図５
（Ａ）に示すように、第１圧電振動板３０と第２圧電振
動板４０の屈曲変位により、吸入流路７０ａ内の流体は
加圧され、吐出流路７０ｂ内の流体は減圧されることに
より、逆止弁２０が開放され、流体が吸入流路７０ａか
ら通孔２１を通して吐出流路７０ｂ内に流れ込む。次
に、図５（Ｂ）に示すように、第１圧電振動板３０と第
２圧電振動板４０の屈曲変位により、吸入流路７０ａ内
の流体は減圧され、吐出流路７０ｂ内の流体は加圧され
ることにより、逆止弁２０が閉鎖され、流体が吐出流路
７０ｂからポンプ外部に流れ出す。

【００４１】以上の動作を繰り返し連続的に行うことに
より、ポンプとしての動作を実現している。

【００４２】また、本実施の形態では、図５（Ａ）及び
図５（Ｂ）よりも明らかなように、第１圧電振動板３０
の屈曲変位による吐出流路７０ｂの加減圧と、第２圧電
振動板４０の屈曲変位による吸入流路７０ａの加減圧と
を逆位相で行っている。すなわち図６に示すように、第
１圧電振動板３０に印加する駆動信号（電圧）の波形
（実線）と第２圧電振動板４０に印加する駆動信号（電
圧）の波形（破線）との間に１８０度の位相差を設け
て、第１，第２圧電振動板３０，４０をそれぞれ駆動し
ている。図６において、縦軸は駆動信号（電圧）Ｖを、
横軸は時間Ｔを、それぞれ示す。

【００４３】以上に示すように本実施の形態によれば、
吐出流路７０ｂ内への吸入動作時（図５（Ａ））は、第
１圧電振動板３０による吐出流路７０ｂ内の流体に対す
る減圧動作と、第２圧電振動板４０による吸入流路７０
ａ内の流体に対する加圧動作とにより、逆止弁２０が開
放され、通孔２１を通して流体に流れが生じる。この
時、吐出流路７０ｂ内は負圧、吸入流路７０ａ内は正圧
となるが、逆止弁２０が開放していることから、これら
の流路内の平均圧力（又は最大圧力）が非常に小さくな
る。これにより、例えば小型ポンプ１００内に流体とし
て液体を流し、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂ内に
気泡が混入した場合の、気泡の易圧縮性による振動エネ
ルギー（圧力）の損失が小さくなる。したがって、気泡
が混入した場合の流量特性の安定性向上と、気泡の排出
能力の向上とを同時に実現することが可能となる。これ
により、流体として気体若しくは液体を用いた場合、又
は気体と液体とが混在した混相の場合のポンプ能力の向
上及び安定化を実現している。

【００４４】また、吐出流路７０ｂに流れ込む液体の流
量も、第１圧電振動板３０と第２圧電振動板４０の相乗
効果により、より多くすることができる。

【００４５】次に、吐出流路７０ｂから外部への排出動
作時（図５（Ｂ））は、第１圧電振動板３０による吐出
流路７０ｂ内の流体に対する加圧動作と、第２圧電振動
板４０による吸入流路７０ａ内の流体に対する減圧動作
とにより、逆止弁２０が閉鎖され、外部から吸入流路７
０ａ内への流体の流入および、吐出流路７０ｂからポン
プ外への流体の流出を行うことができる。この時、吐出
流路７０ｂ内への吸入動作の説明で述べたように吐出流
路７０ｂ内に流れ込む流体の流量増加効果、および第１
圧電振動板３０及び第２圧電振動板４０を逆位相で同時
駆動することによる逆止弁２０の逆流流量の低減効果と
により、吐出流路７０ｂから外部へ流れ出す流体の流量
を増加させることができる。したがって、大吐出流量特
性が実現できる。

【００４６】また、第１圧電振動板３０が吐出流路７０
ｂから外部への吐出動作を行なうのと並行して、第２圧
電振動板４０は外部から吸入流路７０ａ内へ流体の流入
動作を行い、その後、第１圧電振動板３０が通孔２１を
介して吐出流路７０ｂ内への吸入動作を行なう時に、第
２圧電振動板４０は流体の吐出流路７０ｂ内への移動を
助けるように動作する。したがって、第２圧電振動板４
０の変形がポンプ駆動に効率よく作用する。

【００４７】また、図１７に示したような従来の小型ポ
ンプにおいて、圧電振動板の数を２つに増やして加圧室
の加減圧を行なうことで吐出流量特性を向上できる可能
性があるが、実際には２つの圧電振動板の相互干渉によ
り期待するほど効率の向上効果は得られない。これに比
べて、本実施の形態では、２つの圧電振動板３０，４０
が逆止弁２０を挟んで配置されるので、圧電振動板３
０，４０間の干渉が少なく、より効率の高いポンプ動作
を得ることができる。例えば、本実施の形態において第
１圧電振動板３０と第２圧電振動板４０として、圧電基
板３１、４１の厚みが１００μｍで直径が２０ｍｍ、振
動板３２、４２の厚みが１００μｍで直径が２５ｍｍの
ものを用いて、図１７の１枚の同一サイズの圧電振動板
を用いた従来の小型ポンプと吐出流量特性を比較検討し
た結果、本実施の形態の小型ポンプでは従来の小型ポン
プに対して流量増加効果が約１.８から１.９倍になるこ
とが確認された。一方、１つの加圧室に上記と同一サイ
ズの圧電振動板を２枚用いた小型ポンプの、図１７の１
枚の圧電振動板を用いた従来の小型ポンプに対する流量
増加効果は約１．５倍であった。すなわち、本実施の形
態の小型ポンプは、１つの加圧室に圧電振動板を２枚用
いた小型ポンプと比較して、２０％以上の効率改善効果
が得られた。このことから、本ポンプ構造を用いること
により小型で、高流量のポンプを実現することが可能と
なる。

【００４８】また、本実施の形態の小型ポンプでは、ポ
ンプ内の流体は、第１圧電振動板３０及び第２圧電振動
板４０の振動により、振動エネルギー（圧力）が与えら
れ、そのエネルギーにより逆止弁２０を開閉させてポン
プ動作を行っている。このため脈動が発生し、その結果
として吐出流量が共振特性を持つことになる。この共振
特性を利用することにより、流量を増大させることが可
能となり、小型で高流量のポンプを実現することが可能
となる。

【００４９】さらに、ポンプの流量が前記した種々の効
果で増加することにより、ポンプ内を流れる流体の流速
が早くなり、吸入流路７０ａおよび吐出流路７０ｂ内に
気泡が留まることができず、排出されるようになる。こ
の結果、気泡が混入した場合でも特性が瞬時に回復し、
安定性に優れた小型高流量ポンプとすることができる。

【００５０】また、逆止弁２０が、圧電振動板３０、４
０の可動部の中心部に対向する位置に設置されている。
圧電振動板３０，４０の可動部の中心部は、圧電振動板
のなかで変位量が最大となる位置である。したがって、
圧電振動板３０，４０からの加減圧作用を最も受ける箇
所を流体が通過するという理想的な流れが形成されるの
で、流速が増加し、その結果、流量の増加と気泡排出特
性の向上とが実現できる。

【００５１】さらに、流体に対して加減圧を行なうダイ
アフラムとして圧電振動板を用いることにより、高応答
特性のポンプを実現することが可能となる。例えば、精
密な流量制御や、間欠吐出等を高精度に行うことが可能
となる。

【００５２】さらに、本実施の形態の小型ポンプは複数
種の流体を流すことが可能である。したがって、小型ポ
ンプ内に流体として気体が存在する状態での、ポンプ単
体によるポンプ内への液体の吸入（自吸動作）および、
ポンプ内に液体が存在する状態での、ポンプ単体による
ポンプ外への液体の排出（自排動作）などが可能とな
る。この自吸動作および自排動作を行なう際に、第１圧
電振動板３０および第２圧電振動板４０の各駆動周波数
をポンプ内部の状態（すなわち、気体である場合、液体
である場合、又はこれらの混相である場合）に応じて変
化させることにより、より安定したポンプ動作および吐
出流量特性を得ることが可能となる。例えば、自吸動作
時には駆動周波数を低周波数側から高周波数側にスイー
プさせ、自排動作時には高周波数側から低周波数側にス
イープさせるなどという駆動方法を用いることにより、
あらゆる条件下で安定した特性を得ることが可能とな
る。

【００５３】なお、本実施の形態では、逆止弁２０とし
て樹脂製のチェックバルブを用いているが、これに限ら
ず、弁機構を有するものであれば、例えばステンレスや
ステンレスの周囲を樹脂又はゴムでコーティングした材
料で弁を構成しても同様の効果を得ることができる。

【００５４】また、本実施の形態では、ダイアフラムと
して圧電基板を駆動源として用いた圧電振動板を用いて
いるが、これに限らず、吸入流路７０ａ及び吐出流路７
０ｂの容積を変化させることができれば、例えば、ダイ
アフラムの代わりにピストンなどを用いても同様の効果
を得ることができる。

【００５５】さらに、本実施の形態では、第１圧電振動
板と第２圧電振動板の仕様を実質的に同一にし、両圧電
振動板を逆位相の駆動信号で駆動することにより特性の
向上を実現しているが、これに限らず、例えば、圧電基
板及び振動板の特性、材質、形状などは同一であるが、
圧電基板の分極方向を反対にして貼り合わせて第１圧電
振動板及び第２圧電振動板を得て、両圧電振動板を同位
相の駆動信号（単一の駆動源）を用いて駆動してもよ
く、この場合も同様の効果を得ることができる。

【００５６】（第２の実施の形態）以下、本発明の第２
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００５７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る
小型ポンプ１００の模式的な断面図、図８は図７におけ
るVIII−VIII線での模式的な矢視断面図である。ここ
で、第１の実施の形態の小型ポンプ（図１〜図３）と同
様の機能を有する部材には同一の符号を付して、これら
についての詳細な説明を省略する。

【００５８】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂの形状と、逆
止弁２０及び通孔２１の設置位置である。

【００５９】さらに詳しく説明すると、図８に示すよう
に、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂの平面形状をい
ずれも略「ρ」字状として、吸入流路７０ａ及び吐出流
路７０ｂを透視すれば全体として略「Ｕ」字状の流路が
形成されるように構成している。そして、逆止弁２０及
び通孔２１を、圧電振動板３０，４０の中央部から外れ
た位置、すなわち、この略「Ｕ」字状の流路の最も谷の
部分に相当する位置に配置している。

【００６０】本実施の形態によれば、第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。

【００６１】さらに、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０
ｂの平面形状をいずれも略「ρ」字状としたことによ
り、吸入流路７０ａに流入した流体はその円形部分内で
旋回し、その円周上に配置された逆止弁２０を通って吐
出流路７０ｂに移動する。吐出流路７０ｂに流入した流
体は、同様にその円形部分内で旋回し、その円の接線方
向に配置された出口からポンプ外に吐出される。このよ
うに、本実施の形態では、吸入流路７０ａ及び吐出流路
７０ｂの形状と逆止弁２０及び通孔２１の配置とを上記
のごとくにしたことにより、吸入流路７０ａ及び吐出流
路７０ｂ内の流体の澱みが減少する。その結果、ポンプ
内に異物が混入した場合に、該異物がポンプ内に留まる
ことができず、速やかにポンプ外に排出されるという異
物排出特性が向上する。例えば、流体として液体を用い
た場合に、ポンプ内に液体とともに気泡が流入しても、
該気泡は速やかにポンプ外に排出される（すなわち、気
泡排出特性が向上する）。よって、気泡混入によるポン
プ効率の低下を防止できる。

【００６２】したがって、本実施の形態のポンプは、２
枚の圧電振動板３０，４０を用いることによる流量増加
（流速の高速化）という第１の実施の形態と同様の効果
と、流路形状によって得られる異物排出特性の向上とい
う本実施の形態に特有の効果との相乗作用により、非常
に高流量で安定性に優れたポンプが得られる。

【００６３】なお、本実施の形態では、逆止弁２０とし
て樹脂製のチェックバルブを用いているが、これに限ら
ず、弁機構を有するものであれば、例えばステンレスや
ステンレスの周囲を樹脂又はゴムでコーティングした材
料で弁を構成しても同様の効果を得ることができる。

【００６４】また、本実施の形態では、ダイアフラムと
して圧電基板を駆動源として用いた圧電振動板を用いて
いるが、これに限らず、吸入流路７０ａ及び吐出流路７
０ｂの容積を変化させることができれば、例えば、ダイ
アフラムの代わりにピストンなどを用いても同様の効果
を得ることができる。

【００６５】（第３の実施の形態）以下、本発明の第３
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００６６】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る
小型ポンプ１００の概略斜視図である。図１０は図９の
Ｘ−Ｘ線での模式的な矢視断面図である。ここで、第１
の実施の形態の小型ポンプ（図１〜図３）と同様の機能
を有する部材には同一の符号を付して、これらについて
の詳細な説明を省略する。

【００６７】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、吐出流路７０ｂにセンサ８０を設けてある点と、
第２の実施の形態同様、流路構造を澱みの少ない直線的
な構造にしている点である。

【００６８】さらに詳しく説明すると、本実施の形態で
はセンサ８０を、圧電振動板３０、４０と同様に、第３
圧電基板８１と第３振動板８２とを貼り合わせることに
より構成している。筒状の吸入流路７０ａの壁面を切り
欠いて略長方形状の第２圧電振動板４０を設置してい
る。同様に、筒状の吐出流路７０ｂの壁面を切り欠いて
略長方形状の第１圧電振動板３０とセンサ８０を設置し
ている。また、いずれも筒状の吸入流路７０ａ及び吐出
流路７０ｂをほぼ一直線上に接続し、その略中間部に逆
止弁２０を設けている。吸入流路７０ａ及び吐出流路７
０ｂの内径は逆止弁２０の直径よりやや大きくしてい
る。

【００６９】以下に、ポンプの動作について第１の実施
の形態と異なる点を説明する図１０に示すポンプの吸入
・吐出動作は第１の実施の形態と同様であるが、吸入・
吐出動作時に吐出流路７０ｂ内のセンサ８０が圧力変化
に応じて屈曲変形（振動）し、それに応じた信号を出力
する。

【００７０】この動作を繰り返し連続的に行うことによ
り、ポンプ動作と同時に、吐出流路７０ｂの圧力変化に
応じたセンサ８０の屈曲変形量を連続的に取り出すこと
ができる。

【００７１】本実施の形態によれば、第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。つまり、吐出流量特
性が共振特性を持つことにより、小型で高流量なポンプ
を実現することができる。

【００７２】また、流路を直線的に配置することによ
り、流路内での流体の澱みがなくなり、異物が混入した
場合の排出特性が向上し、第２の実施の形態と同様に、
非常に高安定なポンプを得ることができる。

【００７３】また、吐出流路７０ｂにセンサ８０を設置
したことにより、流路内の流体中に気泡などの異物が混
入した場合に、その検知と迅速な異物の排出とを行なう
ことが可能になる。すなわち、本発明のように、逆止弁
２０を挟んで吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂを設
け、それぞれに圧電振動板３０、４０を配置した構造の
ポンプでは、一般に圧電振動板３０、４０の駆動周波数
とポンプの吐出流量との間には図１１（Ａ）に示すよう
な関係がある。ところが、流体として液体を搬送中に気
泡が混入した場合や、自吸動作時にポンプ内に気体が残
った場合など、流体中に異物が混入して通常とは異なる
状態になった場合、図１１（Ｂ）のように、特定の駆動
周波数ｆａでの流量が減少する。ポンプの流量は、吐出
流路７０ｂ内の圧力変動、すなわち、センサ８０からの
電気信号の振幅と相関があるから、センサ８０からの信
号を検知することで、吐出流路７０ｂ内の異物の混入の
有無を検知することが可能である。

【００７４】したがって、センサ８０からの屈曲変形量
に応じた信号を連続的に取り出し、この信号を図１２に
示すように小型ポンプ１００の駆動回路１１０にフィー
ドバックすることが好ましい。センサ８０からの信号を
常時モニタリングしておくことにより、定常運転時、又
は、自吸動作や自排動作のために駆動周波数を連続的に
変化させている時などに、センサ８０からの信号振幅の
著しい変化によって、吐出流路７０ｂ内の異物の混入を
リアルタイムで検知することができる。さらに、これを
検知した時、駆動回路１１０が出力する駆動信号の周波
数を変化させることにより、吐出流量を回復させて、ポ
ンプ内の異物を速やかにポンプ外に排出することができ
る。これにより、異物の混入によるポンプ特性の低下時
の通常状態への高速復帰が実現できる。すなわち、本実
施の形態によれば、小型ポンプ１００の吐出流量を、気
泡混入などの外乱の影響を受けることなく常に一定に維
持することが可能となり、吐出流量特性が安定したポン
プを実現することができる。

【００７５】また、センサ８０を用いて吐出流量をモニ
タし、必要に応じて駆動回路１１０からの駆動周波数を
調整することにより、ポンプの製造バラツキによる特性
変化を補償することが可能となり、安価で特性バラツキ
のないポンプを得ることができる。

【００７６】なお、本実施の形態では、逆止弁２０とし
て樹脂製のチェックバルブを用いているが、これに限ら
ず、弁機構を有するものであれば、例えばステンレスや
ステンレスの周囲を樹脂又はゴムでコーティングした材
料で弁を構成しても同様の効果を得ることができる。

【００７７】また、本実施の形態では、ダイアフラムと
して圧電基板を駆動源として用いた圧電振動板を用いて
いるが、これに限らず、吸入流路７０ａ及び吐出流路７
０ｂの容積を変化させることができれば、例えば、ダイ
アフラムの代わりにピストンなどを用いても同様の効果
を得ることができる。

【００７８】さらに、本実施の形態ではセンサ８０を吐
出流路７０ｂに設けてあるが、これに限らず、例えば吸
入流路７０ａに設けても、あるいは両方の流路に設けて
も同様の効果を得ることができる。

【００７９】また、本実施の形態ではセンサ８０とし
て、圧電基板８１を振動板８２に積層することにより、
流路内圧力を検知する圧力センサを用いているが、これ
に限らず、他の構成の圧力センサでもよい。また、本実
施の形態では、センサ８０として圧力センサを用い、流
体の圧力変動から流量を間接的に検出しているが、流速
を検知できるセンサを用いて流量を間接的に検出しても
よく、又は流量を直接検知できるセンサを用いてもよ
い。

【００８０】（第４の実施の形態）以下、本発明の第４
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００８１】図１３（Ａ）は、本発明の第４の実施の形
態に係る小型ポンプ１００の模式的な断面図、図１３
（Ｂ）は、本実施の形態の小型ポンプ１００の第１圧電
振動板３０を図１３（Ａ）における矢印XIIIＢ方向から
見た上面図である。また、図１４は図１３（Ａ）におけ
るXIV−XIV線での模式的な矢視断面図である。ここで、
第１の実施の形態の小型ポンプ（図１〜図３）と同様の
機能を有する部材には同一の符号を付して、これらにつ
いての詳細な説明を省略する。

【００８２】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂを溝５０で構
成している点と、第１圧電振動板３０を構成している第
１圧電基板３１の表面に形成した電極を２つに分割し、
一方を駆動用として、他方をセンサ用として用いている
点である。

【００８３】さらに詳細に説明すると、図１４に示すよ
うに、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂを構成する溝
５０の幅（図１４の紙面の上下方向の幅）は、圧電振動
板３０、４０の可動部の同方向の幅よりも小さい。さら
に、吸入流路７０ａを構成する溝５０の幅は、通孔２１
の近傍部分では通孔２１の径よりもやや大きく、ポンプ
の外面に近い部分では通孔２１の径よりも小さい。ま
た、吐出流路７０ｂを構成する溝５０の幅は、逆止弁２
０の近傍部分では逆止弁２０の径よりもやや大きく、ポ
ンプの外面に近い部分では逆止弁２０の径よりも小さ
い。また、図１３に示すように、吸入流路７０ａを構成
する溝５０の長さ（図１３の紙面の左右方向の長さ）
は、ポンプの外面から通孔２１を僅かに超えた地点まで
延設され、同様に、吐出流路７０ｂを構成する溝５０の
長さ（図１３の紙面の左右方向の長さ）は、ポンプの外
面から逆止弁２０を僅かに超えた地点まで延設されてい
る。そして、筐体６０の溝５０以外の部分と第１及び第
２圧電振動板３０、４０の可動部との間には、第１及び
第２の圧電振動板３０、４０の振動を妨げない程度のギ
ャップ６２を有している。また、吸入流路７０ａを構成
する溝５０の深さ（図１３の紙面の上下方向の寸法）
は、逆止弁２０の取付が可能で、且つ流体の流れが妨げ
られない程度であれば良い。また、吐出流路７０ｂを構
成する溝５０の深さ（図１３の紙面の上下方向の寸法）
は、少なくとも逆止弁２０の動きを阻害しない程度であ
れば良い。本実施の形態の一実施例では、筐体６０と第
１及び第２の圧電振動板３０、４０との間のギャップ６
２を各０．１ｍｍとし、逆止弁２０の傘部の厚みが０．
７ｍｍであるため、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂ
を構成する溝５０の深さを各１．５ｍｍとしている。

【００８４】また、センサ８０について更に詳しく説明
すると、図１３（Ｂ）に示すように、第１圧電振動板３
０を構成する第１圧電基板３１の上面電極を、中央部の
円形の駆動電極３３と、これを取り囲む環状のセンサ電
極３４とに分割し、第１圧電振動板３０の駆動は駆動電
極３３を用いて行い、吐出流路７０ｂ内の圧力変化をセ
ンサ電極３４を用いて検出する。

【００８５】本実施の形態によれば、第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。

【００８６】また、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂ
を、逆止弁２０の動作と流体の流れを妨げない範囲で容
積を小さくした溝５０で形成することにより、各流路内
の流体の流速を大幅に高速化することができる。また、
屈曲変位する圧電振動板３０、４０の可動部と筐体６０
との間隔を溝５０の部分を除いて狭くしてギャップ６２
を形成することにより、流路内での流体の澱みの発生箇
所を格段に少なくすることができる。

【００８７】したがって、２枚の圧電振動板３０、４０
を用いることによる流量増加（流速の高速化）と、圧電
振動板３０、４０の変位量最大部分に対向する位置に逆
止弁２０を配置することによる流量増加という第１の実
施の形態と同様の効果に加えて、吸入流路７０ａと吐出
流路７０ｂを溝５０で形成したことによる、流路内での
流速の大幅な高速化と、狭いギャップ６２を設けたこと
による、流体の澱みの防止という本実施の形態に特有の
効果との相乗作用により、流路内に気泡が混入した場合
などでも、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂ内に気体
が留まることができず排出されやすくなる。この結果、
気泡が混入した場合でも特性が瞬時に回復し、非常に安
定性に優れた高流量ポンプとすることができる。

【００８８】さらに、第１圧電基板３１の上面電極を分
割してセンサ電極３４を形成し、これを用いて第３の実
施の形態のセンサ８０と同様のセンサを構成することに
より、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００８９】また、本実施の形態では吐出流路７０ｂに
配置された、第１圧電振動板３０の１部をセンサとして
用いているため、非常に簡単な構造でセンサを実現する
ことが可能となる。また、第３の実施の形態のようにセ
ンサ用として独立した圧電振動板を用いる場合と比較し
て、圧電体の使用枚数を減らすことが可能となり、構造
の単純化ならびに製造コストの低減が可能になる。

【００９０】なお、本実施の形態では、第１圧電振動板
３０にセンサを形成しているが、これに限らず、第２圧
電振動板４０にセンサを形成しても同様の効果を得るこ
とができる。

【００９１】また、第１圧電振動板３０の一部にセンサ
８０を構成するための電極構成はこれに限らず、例えば
中心部にセンサ電極３４を形成しても同様の効果を得る
ことができる。

【００９２】なお、本実施の形態では、逆止弁２０とし
て樹脂製のチェックバルブを用いているが、これに限ら
ず、弁機構を有するものであれば、例えばステンレスや
ステンレスの周囲を樹脂又はゴムでコーティングした材
料で弁を構成しても同様の効果を得ることができる。

【００９３】また、本実施の形態では、ダイアフラムと
して圧電基板を駆動源として用いた圧電振動板を用いて
いるが、これに限らず、吸入流路７０ａ及び吐出流路７
０ｂの容積を変化させることができれば、例えば、ダイ
アフラムの代わりにピストンなどを用いても同様の効果
を得ることができる。

【００９４】さらに、本実施の形態に示した溝５０の形
状は一例であり、これに限らず、圧電振動板３０，４０
の法線方向から見たときに、圧電振動板３０、４０の可
動部の幅（径）よりも小さい幅を有していれば同様の効
果を得ることができる。このとき、溝の断面積を変化さ
せることで、流体の圧力損失が変化するので、吐出流量
が変化する。したがって、所望する吐出流量のポンプ設
計が容易になる。

【００９５】また、本実施の形態では、吸入流路７０ａ
及び吐出流路７０ｂの双方を溝状に形成したが、このう
ちの一方のみを溝状に形成することもできる。

【００９６】（第５の実施の形態）以下、本発明の第５
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００９７】図１５は、本発明の第５の実施の形態に係
る小型ポンプ１００の模式的な断面図、図１６は図１５
におけるXVI−XVI線での模式的な矢視断面図である。こ
こで、第１の実施の形態の小型ポンプ（図１〜図３）と
同様の機能を有する部材には同一の符号を付して、これ
らについての詳細な説明を省略する。

【００９８】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂを溝５０で構
成している点と、第１圧電振動板３０を構成している第
１振動板３２と第２圧電振動板４０を構成している第２
振動板４２の厚みを異ならせている点である。

【００９９】さらに詳細に説明すると、図１６に示すよ
うに、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂを構成する溝
５０の幅（図１６の紙面の上下方向の幅）は、圧電振動
板３０、４０の可動部の同方向の幅よりも小さい。さら
に、吸入流路７０ａを構成する溝５０の幅は通孔２１の
径よりもやや大きく、一定である。また、吐出流路７０
ｂを構成する溝５０の幅は逆止弁２０の径よりもやや大
きく、一定である。また、図１５に示すように、吸入流
路７０ａを構成する溝５０の長さ（図１５の紙面の左右
方向の長さ）は、ポンプの外面から通孔２１を僅かに超
えた地点まで延設され、同様に、吐出流路７０ｂを構成
する溝５０の長さ（図１５の紙面の左右方向の長さ）
は、ポンプの外面から逆止弁２０を僅かに超えた地点ま
で延設されている。そして、筐体６０の溝５０以外の部
分と第１及び第２圧電振動板３０、４０の可動部との間
には、第１及び第２の圧電振動板３０、４０の振動を妨
げない程度のギャップ６２を有している。また、吸入流
路７０ａを構成する溝５０の深さ（図１５の紙面の上下
方向の寸法）は、逆止弁２０の取付が可能で、且つ流体
の流れが妨げられない程度であれば良い。また、吐出流
路７０ｂを構成する溝５０の深さ（図１５の紙面の上下
方向の寸法）は、少なくとも逆止弁２０の動きを阻害し
ない程度であれば良い。本実施の形態の一実施例では、
筐体６０と第１及び第２の圧電振動板３０、４０との間
のギャップ６２を各０．２ｍｍとし、逆止弁２０の傘部
の厚みが１．０ｍｍであるため、吸入流路７０ａ及び吐
出流路７０ｂを構成する溝５０の深さを各１．８ｍｍと
している。

【０１００】また、第１圧電振動板３０は、厚み１００
μｍの第１圧電基板３１と厚み２００μｍの第１振動板
３２とにより構成されており、第２圧電振動板４０は、
厚み１００μｍの第１圧電基板４１と厚み１００μｍの
第２振動板４２とにより構成されている。

【０１０１】本実施の形態によれば、第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。

【０１０２】また、２枚の圧電振動板３０、４０を用い
ることによる流量増加（流速の高速化）と、圧電振動板
３０、４０の変位量最大部分に対向する位置に逆止弁２
０を配置することによる流量増加という第１の実施の形
態と同様の効果に加えて、吸入流路７０ａと吐出流路７
０ｂを溝５０で形成したことによる、流路内での流速の
大幅な高速化と、狭いギャップ６２を設けたことによ
る、流体の澱みの防止という第４の実施の形態と同様の
効果との相乗作用により、第４の実施の形態と同様に、
流路内に気泡が混入した場合などでも、吸入流路７０ａ
及び吐出流路７０ｂ内に気体が留まることができず排出
されやすくなる。この結果、気泡が混入した場合でも特
性が瞬時に回復し、非常に安定性に優れた高流量ポンプ
とすることができる。

【０１０３】また、第１及び第２圧電振動板３０、４０
を互いに違う構成にすることにより、吐出流量特性を変
化させることが可能となる。例えば、本実施の形態にお
いては、振動板３２、４２の厚みを変えることにより、
駆動周波数に対する吐出流量特性（図１１（Ａ）参照）
のピーク値を平準化することが可能となり、周波数変動
に対して特性の変化の少ないポンプとすることができ
る。

【０１０４】また、図６に示したように、駆動信号の位
相差を変化させることにより、様々な流量特性を得るこ
とが可能となる。

【０１０５】なお、本実施の形態では、逆止弁２０とし
て樹脂製のチェックバルブを用いているが、これに限ら
ず、弁機構を有するものであれば、例えばステンレスや
ステンレスの周囲を樹脂又はゴムでコーティングした材
料で弁を構成しても同様の効果を得ることができる。

【０１０６】また、本実施の形態では、ダイアフラムと
して圧電基板を駆動源として用いた圧電振動板を用いて
いるが、これに限らず、吸入流路７０ａ及び吐出流路７
０ｂの容積を変化させることができれば、例えば、ダイ
アフラムの代わりにピストンなどを用いても同様の効果
を得ることができる。

【０１０７】さらに、本実施の形態に示した溝５０の形
状は一例であり、これに限らず、圧電振動板３０，４０
の法線方向から見たときに、圧電振動板３０、４０の可
動部の幅（径）よりも小さい幅を有していれば同様の効
果を得ることができる。このとき、溝の断面積を変化さ
せることで、流体の圧力損失が変化するので、吐出流量
が変化する。したがって、所望する吐出流量のポンプ設
計が容易になる。

【０１０８】また、本実施の形態では、吸入流路７０ａ
及び吐出流路７０ｂの双方を溝状に形成したが、このう
ちの一方のみを溝状に形成することもできる。

【０１０９】さらに、第１の実施の形態から第５の実施
の形態においては、吸入流路７０ａ及び吐出流路７０ｂ
の容積を変化させるために、圧電振動板を各々１枚、合
計２枚を用いた構成のみを示したが、これに限らず、少
なくとも一方の流路に圧電振動板を２枚以上、合計で３
枚以上用いてもよく、これにより同様の効果を得られ
る。

【０１１０】また、第１の実施の形態から５に示した構
成を適宜組み合わせて、様々な小型ポンプを実現するこ
とができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したところからも明らかなよう
に、本発明の小型ポンプは、吸入流路及び吐出流路にそ
れぞれ可動部材が備えられているので、大吐出流量特性
を備えた小型ポンプを提供することができる。また、吐
出流量の増加により、吸入流路および吐出流路内での流
体の流速が速くなり、気泡混入時の排出能力が向上し、
安定した吐出流量特性を得ることができる。更に、逆止
弁の両側に可動部材を配置することにより、吸入流路お
よび吐出流路内の圧力変化が小さくなり、気泡混入時の
気泡圧縮による液体への加減圧変化量の減少に起因する
流量低下現象が低減できる。したがって、流体が、液相
のみならず、気相や気液混相であっても安定した吐出流
量を発揮する小型ポンプを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る小型ポンプ
のの一部切り欠き概略斜視図

【図２】図１のII−II線での模式的な矢視断面図

【図３】図１のIII−III線での模式的な矢視断面図

【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、いずれも圧電振
動板の動作を説明する図

【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本発明の第１の
実施の形態に係る小型ポンプの動作を示す模式的断面図

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る小型ポンプ
の２つの圧電振動板を駆動するための駆動信号の波形図

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る小型ポンプ
の模式的断面図

【図８】図７におけるVIII−VIII線での模式的な矢視
断面図

【図９】本発明の第３の実施の形態に係る小型ポンプ
の概略斜視図

【図１０】図９のＸ−Ｘ線での模式的な矢視断面図

【図１１】図１１（Ａ）は通常運転時の小型ポンプの
駆動周波数に対する吐出流量特性を示した図、図１１
（Ｂ）は、異物混入時の小型ポンプの駆動周波数に対す
る吐出流量特性を示した図

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る小型ポン
プの駆動方法を示すブロック図

【図１３】図１３（Ａ）は本発明の第４の実施の形態
に係る小型ポンプの模式的断面図、図１３（Ｂ）は図１
３（Ａ）における矢印XIIIＢ方向から見た第１圧電振動
板の上面図

【図１４】図１３（Ａ）におけるXIV−XIV線での模式
的な矢視断面図

【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る小型ポン
プの模式的断面図

【図１６】図１５のXVI−XVI線での模式的な矢視断面
図

【図１７】従来の小型ポンプを示す模式的断面図

【図１８】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は従来の小型
ポンプの動作を示す模式的断面図

【符号の説明】

１０流体の流動方向２０逆止弁２１通孔３０第１圧電振動板（吐出流路側可動部材）３１第１圧電基板３２第１振動板３３駆動電極３４センサ電極４０第２圧電振動板（吸入流路側可動部材）４１第２圧電基板４２第２振動板５０溝６０筐体６２ギャップ７０ａ吸入流路７０ｂ吐出流路８０センサ８１第３圧電基板８２第３振動板１００小型ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０４Ｂ 49/10 ３１１Ｆ０４Ｂ 49/10 ３１１ 53/10 21/02 ＧＦターム(参考） 3H045 AA02 AA12 AA21 BA02 BA13 BA41 CA06 CA23 CA29 DA00 DA11 EA04 EA14 EA20 EA34 EA42 3H071 AA00 BB01 CC17 DD12 DD13 DD32 DD35 DD84 3H077 AA00 BB00 CC02 CC11 DD06 EE01 FF04 FF07 FF08 FF12 FF22 FF36 FF43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流入する吸入流路と、流体が流出する吐出流路と、前記吸入流路と吐出流路との間に設けられ、前記吐出流
路から前記吸入流路への流体の流れを阻害する逆止弁
と、往復運動をすることにより前記吸入流路の容積を変化さ
せる吸入流路側可動部材と、往復運動をすることにより前記吐出流路の容積を変化さ
せる吐出流路側可動部材とを有することを特徴とする小
型ポンプ。
【請求項２】前記吸入流路側可動部材及び前記吐出流
路側可動部材が、振動板を有した圧電アクチュエータか
らなることを特徴とする請求項１に記載の小型ポンプ。
【請求項３】前記吸入流路側可動部材及び前記吐出流
路側可動部材の仕様が相互に略同一であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の小型ポンプ。
【請求項４】前記吸入流路側可動部材及び前記吐出流
路側可動部材の仕様が相互に異なることを特徴とする請
求項１又は２に記載の小型ポンプ。
【請求項５】前記吸入流路側可動部材の変位量最大部
分及び前記吐出流路側可動部材の変位量最大部分に対向
する位置に、前記逆止弁が配置されていることを特徴と
する請求項１から４のいずれかに記載の小型ポンプ。
【請求項６】前記吸入流路側可動部材及び前記吐出流
路側可動部材のうちの少なくとも一方の一部が、流体の
流量を検知するためのセンサとして使用されることを特
徴とする請求項１から５のいずれかに記載の小型ポン
プ。
【請求項７】前記センサとして使用される前記可動部
材が振動板を有した圧電アクチュエータからなり、前記
圧電アクチュエータの電極が複数に分割されており、分
割された複数の電極のうちの一部が前記センサのための
電極として使用されることを特徴とする請求項６に記載
の小型ポンプ。
【請求項８】更に、前記吸入流路又は前記吐出流路
に、流体の流量を検知するためのセンサを有することを
特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の小型ポン
プ。
【請求項９】前記センサが振動板を有した圧電アクチ
ュエータからなることを特徴とする請求項８に記載の小
型ポンプ。
【請求項１０】前記センサからの出力信号を用いて、
前記吸入流路及び／又は吐出流路内に混入した異物の検
出を行うことを特徴とする請求項６から９のいずれかに
記載の小型ポンプ。
【請求項１１】前記センサからの出力信号に応じて、
前記吸入流路側可動部材及び前記吐出流路側可動部材の
駆動周波数を変化させることを特徴とする請求項６から
９のいずれかに記載の小型ポンプ。
【請求項１２】前記吸入流路及び／又は前記吐出流路
が、対応する前記可動部材の可動部の幅よりも小さい幅
を有する溝により構成されていることを特徴とする請求
項１から１１のいずれかに記載の小型ポンプ。
【請求項１３】前記吸入流路側可動部材と前記吐出流
路側可動部材とを相互に異なる位相で駆動することを特
徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の小型ポン
プ。
【請求項１４】前記吸入流路側可動部材と前記吐出流
路側可動部材とを相互に逆位相で駆動することを特徴と
する請求項１から１２のいずれかに記載の小型ポンプ。
【請求項１５】前記吸入流路側可動部材及び前記吐出
流路側可動部材の駆動周波数を変化させることを特徴と
する請求項１から１４のいずれかに記載の小型ポンプ。
【請求項１６】前記吸入流路側可動部材及び前記吐出
流路側可動部材の駆動周波数を前記流体の種類および状
態に応じて変化させることを特徴とする請求項１から１
４のいずれかに記載の小型ポンプ。